醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)組建與設(shè)計

孫亮

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，人們已經(jīng)進(jìn)入到了信息化、智能化和共享化時代。醫(yī)院作為一個互聯(lián)網(wǎng)信息化應(yīng)用重要領(lǐng)域，目前已經(jīng)開發(fā)了許多應(yīng)用軟件，包括門診掛號系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、影像拍攝系統(tǒng)等，同時還購置了許多的計算機(jī)硬件設(shè)備，比如路由器、服務(wù)器、交換機(jī)等，建設(shè)了一個先進(jìn)的局域網(wǎng)，不僅可以為醫(yī)院內(nèi)部的醫(yī)生、護(hù)士、管理人員提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)操作支撐，還可以為患者等訪客提供信息化接入模式。徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院作為徐州市的一個重大項目，占地面積高達(dá)150畝，規(guī)劃總建筑面積30萬平方米，一期預(yù)計投資也達(dá)到了12億元人民幣，同時建設(shè)了容納1200張病床的大樓及醫(yī)療輔助設(shè)施，因此為了提高徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院的信息化水平，本文提出構(gòu)建一個先進(jìn)的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)一個專業(yè)的機(jī)房系統(tǒng)，保障徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院的信息軟件正常可靠運(yùn)行。

一、醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)常用模式

醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)常用模式很多，本文通過總結(jié)，目前主流拓?fù)浼軜?gòu)模式包括三種，分別是星型架構(gòu)、總線型架構(gòu)、網(wǎng)狀型架構(gòu)。

（一）星型架構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，使用獨立的線路將中央節(jié)點和其他各個節(jié)點集成在一起，相鄰的節(jié)點之間可以通過中心節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。星型架構(gòu)采用交換機(jī)或集線器作為網(wǎng)絡(luò)的中央節(jié)點，每一臺計算機(jī)終端或服務(wù)器都可以通過使用網(wǎng)卡連接到中央節(jié)點，各個節(jié)點呈現(xiàn)出一個星型狀態(tài)分布。星型架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)建設(shè)簡單，已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要模式，得到了許多醫(yī)院的推廣和普及。

（二）總線型架構(gòu)?？偩€型架構(gòu)中所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都與總線直接連接，利用同軸電纜或雙絞線等傳輸數(shù)據(jù)，目前也采用光纜作為總線傳輸數(shù)據(jù)?？偩€型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)不需要外聯(lián)設(shè)備，直接使用一條總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，所有的組網(wǎng)費用都非常低，這種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點共用總線帶寬資源，傳輸速度上可以隨著接入網(wǎng)絡(luò)的用戶增多下降，總線型架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)用戶擴(kuò)展比較靈活，如果需要擴(kuò)展用戶僅需要添加一個接線器即可，但是由于局域網(wǎng)沖突比較大，因此連接的用戶數(shù)量非常有限，單個節(jié)點失效不會影響整體網(wǎng)絡(luò)通信，但是如果總線一斷就會導(dǎo)致部分節(jié)點無法正常通信。

（三）網(wǎng)狀型架構(gòu)。網(wǎng)狀型架構(gòu)是指可以將各個幾點通過傳輸線連接在一起，每一個節(jié)點都可以與其他兩個節(jié)點相互連接，網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)備具有較高的可靠性，但是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的連接非常復(fù)雜，管理和維護(hù)也需要浪費很多的資源。網(wǎng)狀型拓?fù)浼軜?gòu)也擁有許多的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)通信可靠性高，任意兩個交換機(jī)之間都存在一條數(shù)據(jù)傳輸線路，因此通信路徑比較多，如果一條路徑發(fā)生了故障，此時就可以通過另外一條線路經(jīng)信息發(fā)送給交換機(jī)。網(wǎng)狀型架構(gòu)可以采用多種信道和多種傳輸速率，網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器或終端節(jié)點可以實現(xiàn)信息共享，改善線路的負(fù)載強(qiáng)化信息流量分配，能夠幫助用戶選擇最佳的路徑，傳輸?shù)难舆t也非常小。

二、醫(yī)院分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院東院信息中心機(jī)房應(yīng)達(dá)到《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》（GB50174—2008）規(guī)定的A級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)，因此機(jī)房的設(shè)計須考慮到現(xiàn)在的需要和未來的發(fā)展，應(yīng)具有一定的擴(kuò)展性。機(jī)房的設(shè)計按使用時間滿足5—10年的發(fā)展需要考慮。機(jī)房的建設(shè)需滿足先進(jìn)性、可靠性、規(guī)范化、安全性、可擴(kuò)展性、實用性和經(jīng)濟(jì)性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)需要采用成熟的技術(shù)，保證機(jī)房通信網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性，達(dá)到國家A級的機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)可以保證業(yè)務(wù)應(yīng)用，設(shè)計一個可靠的機(jī)房布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備選型，關(guān)鍵設(shè)備還需要采用冗余設(shè)計，保證數(shù)據(jù)通信的安全性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計也需要嚴(yán)格遵循國家的規(guī)范和機(jī)房的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還需要具有可擴(kuò)展性，便于計算機(jī)系統(tǒng)的增加、升級和改裝，利用先進(jìn)的手段監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，同時節(jié)約成本，著眼于近期目標(biāo)和長期發(fā)展，選用先進(jìn)的設(shè)備，進(jìn)行最佳性能的組合，建設(shè)現(xiàn)代化機(jī)房。

因此，綜合上述要求，徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)采用層次模式，將醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)自頂向下劃分為三個關(guān)鍵層次，分別服務(wù)層、傳輸層和骨干層。服務(wù)層部署的設(shè)備非常多，均為各類型服務(wù)器，比如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、光纖存儲服務(wù)器，能夠保存各類型患者數(shù)據(jù)、醫(yī)生數(shù)據(jù)、藥物數(shù)據(jù)、病房數(shù)據(jù)、診斷治療方案數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可以為門診掛號系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、影像拍攝系統(tǒng)等提供強(qiáng)大的應(yīng)用支撐。傳輸層可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)，這些設(shè)備包括交換機(jī)和路由器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的交換處理、路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎退俣?，同時傳輸層還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和冗余設(shè)計，能夠利用多臺交換機(jī)和路由器實現(xiàn)冗余傳輸，保證徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。骨干層可以部署光纜線路和光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備，這些設(shè)備包括OLT、ONU和ODN，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信息和光纖信號的轉(zhuǎn)換，提高了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的傳輸功能，保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率非?？?，如圖1所示。

醫(yī)院分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計完畢之后，關(guān)鍵設(shè)備包括交換機(jī)、路由器和服務(wù)器，還有一些冗余設(shè)計規(guī)則，能夠保證醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、可靠性和安全性。路由器是醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的一個重要節(jié)點，其可以將醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，設(shè)置一個路由網(wǎng)絡(luò)的完整性，路由器可以采用一定的轉(zhuǎn)發(fā)策略確定數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)，路由器也來源于互聯(lián)網(wǎng)的各個信息節(jié)點，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的連接操作，基于TCP/IP協(xié)議可以完成數(shù)據(jù)傳輸操作功能。路由器采用的傳輸協(xié)議較多，因此會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸，為了解決這個問題，人們提出了三層交換機(jī)。交換機(jī)可以完成數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)操作，并且引入了三層路由協(xié)議功能，可以實現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換工作。三層交換機(jī)工作于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層，能夠按照端口地址表查找數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈恢?，這樣就可以準(zhǔn)確的確定MAC地址和交換機(jī)端口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)交換機(jī)內(nèi)部傳輸矩陣的發(fā)送操作，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)包地址不在地址表中，就可以利用廣播操作，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)操作。服務(wù)器可以實現(xiàn)信息存儲，構(gòu)建大型的云存儲中心，實現(xiàn)信息加工和處理，保證光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的豐富性和多樣性，進(jìn)一步提高光網(wǎng)絡(luò)單元的容載能力。醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)等無線設(shè)備可以通過WiFi、4G或5G網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的分層混用，進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的共享能力。

三、結(jié)語

云計算、大數(shù)據(jù)和光纖通信的快速發(fā)展，促進(jìn)了醫(yī)院業(yè)務(wù)的智能化、共享化，能夠有效提升醫(yī)院的工作效率，進(jìn)一步改進(jìn)醫(yī)療診斷服務(wù)質(zhì)量，提高患者的滿意度，具有重要的作用和意義。醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)作為信息化發(fā)展的重要載體，利用分層模式組件一個多模式的網(wǎng)絡(luò)就可以提升數(shù)據(jù)傳輸速度，還可以提高骨干網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和冗余性，進(jìn)一步改進(jìn)醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的管理便捷化水平，具有一定的作用和意義。